Совместная команда астробиологов из Университета Аризоны и Парижского университета науки и литературы представила новое исследование, посвященное анализу атмосферы Энцелада, спутника Сатурна. В ней был обнаружен метан, который, по мнению ученых, может быть признаком существования жизни.
Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy, а коротко о нем рассказывается на сайте Университета Аризоны. В своей работе астробиологи выдвигают гипотезу о том, что неизвестный процесс производства метана может происходить в скрытом под ледяной оболочкой океане Энцелада.
Ранее на этом спутнике Сатурна были зафиксированы гигантские "водяные шлейфы", которые породили размышления на тему существования огромного, но скрытого от глаз океана. Согласно общепринятой теории, этот океан может быть зажат между твердым ядром луны Сатурна и ее ледяной оболочкой.
Не так давно, пролетая сквозь водяные шлейфы и отбирая пробы для анализа их химического состава, космический аппарат Cassini зафиксировал относительно высокую концентрацию определенных молекул. Они оказались идентичными тем молекулам, которые на Земле наблюдаются в гидротермальных источниках на дне океанов. Речь идет о дигидрогене, метане и углекислом газе, причем количество метана, обнаруженного в шлейфах Энцелада, оказалось неожиданным большим.
"Мы хотели узнать: может ли объяснить высокую концентрацию метана, обнаруженную Cassini, присутствие там микробов, подобных земным, которое поглощают дигидроген и производят метан, - говорит ведущий автор исследования Регис Ферриер. - Поиск таких микробов, известных как метаногены, на морском дне Энцелада потребует чрезвычайно сложных глубоководных миссий, которых, увы, не ожидается на горизонте несколько десятилетий".
Поэтому Ферриер и его команда создали математические модели. Это помогло рассчитать вероятности того, что различные процессы, включая биологический метаногенез, могут достоверно объяснить данные Cassini.
В результате ученые пришли к выводу, что данные Cassini согласуются либо с микробной гидротермальной деятельностью, либо с процессами, которые не связаны с различными формами жизни, по крайней мере, с теми, которые нам известны.
Рассматривая первый вариант, команда изучила результаты нескольких химических и физических процессов, которые, вероятно, происходят в недрах Энцелада. Затем они создали математический аналог земных микробов. Запустив модель, исследователи сумели оценить, могут ли заданные химические условия, такие как концентрация дигидрогена в гидротермальном источнике и температура, обеспечить подходящую среду для роста этих микробов.
Они также изучили, какое влияние гипотетическая популяция микробов может оказывать на окружающую среду. К таким факторам, например, была отнесена скорость утечки дигидрогена и метана в шлейфе.
"Таким образом, мы смогли не только оценить, совместимы ли наблюдения Cassini с окружающей средой, пригодной для жизни, но и сделать количественные прогнозы относительно ожидаемых наблюдений, если метаногенез действительно будет обнаружен на морском дне Энцелада", - пояснил Ферриер.
Результаты показали, что даже максимально возможный объем выработки метана без "биологической помощи", основанный на известных данных о гидротермальной химии, не сможет объяснить высокую концентрацию метана в шлейфах. Но добавление к абиотической смеси биологического метаногенеза может создать условия, при которых "производство" метана на Энцеладе по своему объему соответствовало бы наблюдениям Cassini.